DE19918414C5 - Drive unit for a gate and method for operating a drive unit for a gate - Google Patents

Drive unit for a gate and method for operating a drive unit for a gate Download PDF

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Abstract

The drive unit has an electromechanical drive motor (10) with a gearbox (12), whereby the door is moved by the driven axle ( a positioning device consisting of an electronic control unit and an information output device (17) with a uniform pulse sequenc per revolution that interacts with the driven axle. One pulse of variable duration per rotation of an information carrier in the information output device is detected, stored in a non-volatile memory in an electronic control unit (14) and subjected to furth processing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Tor sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebseinheit Bei derartigen Antriebseinheiten wird ein elektromechanischer Antriebsmotor mit einem Getriebe und einer Steuerung verwendet. Dabei ist an der Abtriebsachse des Getriebes die Antriebsvorrichtung für das Tor in Form von Ketten, Seilen oder Zahnriemen über entsprechende Antriebsräder befestigt. Derartige Tore sind mit Positionserfassungseinrichtungen ausgebildet, damit z. B. die Endpositionen „Tor zu” bzw. „Tor auf” erkannt werden können.The The invention relates to a drive unit for a gate and a method for the operation of such a drive unit in such drive units is an electromechanical drive motor with a gear and a controller used. It is on the output shaft of the transmission the drive device for the gate in the form of chains, ropes or timing belt via appropriate drive wheels attached. Such gates are with position detection devices trained, so z. B. the end positions "door closed" or "door open" can be detected.

Aus der Praxis bekannte Antriebseinheiten sind mit so genannten Inkrementalgebern ausgerüstet, um die Position des Tores zu erfassen und die Antriebseinheit zu steuern. Steuerungstechnisch ist ein Referenzwert erforderlich, um eine eindeutige Positionserfassung zu ermöglichen. Dieser Referenzwert wird an den oben genannten Antriebsvorrichtungen ermittelt und an die Steuerung übertragen. Der Aufbau der Steuerung ist also dezentral und entsprechend aufwendig. Die Übertragungsstrecke für den Referenzwert stellt eine potentielle Fehlerquelle dar.Out The practice known drive units are with so-called incremental encoders equipped, to detect the position of the gate and the drive unit to Taxes. Control technology requires a reference value to enable a clear position detection. This reference value is detected and displayed on the above drive devices transmit the control. The structure of the controller is therefore decentralized and correspondingly expensive. The transmission path for the reference value represents a potential source of error.

Stand der TechnikState of the art

Darüber hinaus ist in der EP 0 500 984 B1 eine Antriebseinheit mit vier Endschaltern für einen Garagentorantrieb beschrieben. Dabei ist die aus dem Getriebe austretende Abtriebswelle mit einem Ritzel versehen, welches zum einen die umlaufende Kette antreibt und zum anderen so gestaltet ist, dass aufgrund einer Kegelverzahnung ein Kegelritzel der Endschaltereinheit gleichzeitig mit angetrieben wird. Diese Endschaltereinheit sitzt somit neben der Abtriebswelle und besteht im Wesentlichen aus einer Gewindespindel, die mit Einstellmuttern versehen ist. Festgesetzt werden die Einstellmuttern durch eine Haltemöglichkeit, so dass beim Drehen der Abtriebswelle gleichzeitig auch die Spindel verdreht wird und somit die Einstellmuttern entlang der Gewindespindel geführt werden und aufgrund der gewählten Position mit den Endschaltern den entsprechenden Kontakt auslösen können.In addition, in the EP 0 500 984 B1 a drive unit with four limit switches for a garage door drive described. In this case, the output shaft emerging from the transmission is provided with a pinion, which on the one hand drives the revolving chain and on the other hand designed so that due to a conical toothing a bevel pinion of the limit switch unit is driven simultaneously. This limit switch unit thus sits next to the output shaft and consists essentially of a threaded spindle, which is provided with adjusting nuts. The adjusting nuts are fixed by a holding possibility, so that when turning the output shaft at the same time the spindle is rotated and thus the adjusting nuts are guided along the threaded spindle and can trigger the corresponding contact due to the selected position with the limit switches.

Die DE 196 39 501 A1 offenbart eine Tür oder Fenster mit einem motorisch angetriebenen Flügel. Zur Erfassung der Flügelposition wird ein Absolutdrehgeber verwendet. Dieser ist direkt mit der Welle des Antriebsmotors gekoppelt und überträgt die ermittelten Daten über eine Zwischenauswerteeinrichtung an die Steuerung. Die Ermittlung der Flügelposition wird dabei mittels einer Codescheibe durchgeführt. Auf der Codescheibe sind mehrere umlaufende Spuren mit unterschiedlichen Strichcodes angeordnet, die parallel abgetastet werden. Die für die Abtastung der Strichcode notwendigen Einrichtungen bauen sehr groß und sind teuer in der Ausführung. Auch in dem DE 89 15 971 U1 wird für einen automatischen Antrieb einer Tür- oder Fensteranlage ein Strichcode verwendet, um die Tür in bestimmten Bereichen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu betreiben. Hierfür weisen die Striche unterschiedliche Abstände und unterschiedliche Strichdicken auf.The DE 196 39 501 A1 discloses a door or window with a powered wing. An absolute rotary encoder is used to detect the sash position. This is coupled directly to the shaft of the drive motor and transmits the determined data via a Zwischenauswerteeinrichtung to the controller. The determination of the wing position is carried out by means of a code disk. On the code disc several circumferential tracks with different bar codes are arranged, which are scanned in parallel. The necessary for the scanning of the bar code devices build very large and are expensive to run. Also in the DE 89 15 971 U1 For example, a bar code is used to automatically drive a door or window system to operate the door at different speeds in certain areas. For this purpose, the lines have different distances and different line thicknesses.

Ein Torantrieb, dessen Positionserfassungseinrichtung Impulse in einem nicht flüchtigen Speicher ablegt, ist der DE 197 05 543 A1 zu entnehmen.A door drive, the position detection device stores pulses in a non-volatile memory is the DE 197 05 543 A1 refer to.

Eine weitere Endschaltereinheit ist der DE 41 06 149 A1 zu entnehmen. Diese Endschaltereinheit besteht im Wesentlichen auch aus einer Gewindespindel, auf der sich entsprechend veränderliche Einstellmuttern befinden. An der Gewindespindel ist darüber hinaus eine winkelförmig angeordnete Kegelrad-Antriebsvorrichtung vorhanden, die über eine separate Welle dann mit der Abtriebsachse des Getriebes über Zahnräder miteinander verbunden ist.Another limit switch unit is the DE 41 06 149 A1 refer to. This limit switch unit essentially also consists of a threaded spindle on which correspondingly adjustable adjusting nuts are located. On the threaded spindle beyond an angularly arranged bevel gear drive device is present, which is then connected to each other via a separate shaft with the output shaft of the transmission via gears.

Die Positionsbestimmung des Tores erfolgt in beiden Veröffentlichungen ausschließlich an einigen exakt definierten Stellen, vorzugsweise in der jeweiligen Endposition, über die Endschalter, aufgrund dessen die Antriebseinheit automatisch an- oder abgeschaltet wird. Steuerungstechnisch werden also nur diese Informationen bzw. Positionen des Tores an eine elektronische Steuerungseinheit weitergegeben und dort verwertet. Zwischenpositionen können weder detektiert noch kontrolliert werden, so dass keine Möglichkeit gegeben ist, den Bewegungsablauf des Tores zu beeinflussen. Die Lage der Endschalter kann nur manuell variiert werden; z. B. während der Erstmontage oder während eines Wartungsintervalles.The Position determination of the gate is done in both publications exclusively at some exactly defined locations, preferably in the respective one End position, over the limit switches, due to which the drive unit automatically is switched on or off. Control technology will only be this information or positions of the gate to an electronic Control unit passed and used there. intermediate positions can neither detected nor controlled, so no possibility is given to influence the movement of the gate. The Position of the limit switch can only be varied manually; z. B. during initial assembly or while a maintenance interval.

Alle vorbeschriebenen Systeme haben also hinsichtlich einer kontinuierlichen Positionserfassung Nachteile. Darüber hinaus entstehen durch die Verwendung mechanischer Systeme große herstellungs- und funktions technisch entsprechend aufwendige Systeme, die im Rahmen des ständigen Bestrebens nach hohen Packungsdichten unvorteilhaft sind. Des Weiteren ist die universelle Verwendbarkeit mechanischer Bauteile durch deren physikalische Grenzen erheblich eingeschränkt.All above-described systems thus have a continuous Position detection disadvantages. In addition, arise through the use of mechanical systems great manufacturing and functional technically correspondingly elaborate systems, in the context of the constant endeavor are disadvantageous after high packing densities. Furthermore is the universal usability of mechanical components by their physical limits significantly limited.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebseinheit zu schaffen, die eine komfortable Steuerung aufweist, die universell in verschiedensten Tortypen einsetzbar ist. Darüber hinaus soll der fertigungs- und montagetechnische Aufwand verringert und die Abmessungen minimiert werden.The The object of the invention is to provide a drive unit, which has a comfortable control, the universal in a variety of Types of doors can be used. About that In addition, the production and assembly technical effort is reduced and the dimensions are minimized.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkma len der Patentansprüche 1 und 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.This task is solved with the Merkma len of the claims 1 and 8. Advantageous embodiments are specified in the corresponding subclaims.

Der Gegenstand des Patentanspruches 1 weist den Vorteil auf, dass der Bewegungsablauf eines Tores vollständig detektierbar ist und die Daten in einer Positionserfassungseinrichtung zentral erfasst und weiterverarbeitet werden können. Mit den Daten können verschiedene Parameter kontrolliert und beeinflusst werden. Es ist jederzeit möglich, die absolute Position zu ermitteln und die Geschwindigkeit des Tores zu beeinflussen. Darüber hinaus kann die Drehrichtung detektiert werden. Anhand dieser Parameter kann die Steuerung des Tores komplexer ausgestaltet und unter sicherheitsrelevanten Aspekten verbessert werden. Die erfassten Daten können zur Realisierung von Komfortfunktionen verwandt werden. Durch die Positionserfassung ist auch bei einer kurzzeitigen Störung oder Unterbrechung das ablaufgerechte Einsetzen bzw. Fortsetzen eines Bewegungszyklusses gewährleistet. Bisherige Lösungen sind kompliziert und hinsichtlich der Steuerung mit aufwendigen mechanischen Systemen realisiert. Darüber hinaus braucht die Endabschaltung der Tore nicht mehr mechanisch justiert werden, sondern kann über die elektronische Steuerungseinheit der Positionserfassungseinrichtung programmiert werden. Andere Parameter und Funktionen (Öffnungsgeschwindigkeit, Öffnungszeit, Schließgeschwindigkeit, Schließzeit) werden durch die Verarbeitung der Daten in einem Mikroprozessor, der elektronischen Steuerungseinheit, vereinfacht. Insbesondere die Erfassung von Parametern und die bewegungstechnische Umsetzung entsprechender Funktionen kann mit geringem Aufwand realisiert werden. Die bisherigen Endschalter entfallen.Of the The subject of claim 1 has the advantage that the Movement of a gate is completely detectable and the Data in a position detection device detected centrally and can be further processed. With the data can various parameters are controlled and influenced. It is anytime possible, to determine the absolute position and the speed of the gate to influence. About that In addition, the direction of rotation can be detected. Based on these parameters The control of the gate can be made more complex and safer Aspects are improved. The collected data can be used for realization be used by comfort functions. Through the position detection is the even with a short-term disturbance or interruption sequence-appropriate insertion or continuation of a motion cycle guaranteed. Previous solutions are complicated and in terms of control with elaborate mechanical Realized systems. About that In addition, the end shutdown of the gates no longer needs mechanical can be adjusted, but can over the electronic control unit of the position detection device be programmed. Other parameters and functions (opening speed, opening time, Closing speed, Closing time) are processed by processing the data in a microprocessor, the electronic control unit, simplified. Especially the acquisition of parameters and the implementation of motion technology corresponding functions can be realized with little effort. The previous limit switches are eliminated.

Die Positionserfassungseinrichtung setzt sich aus einem Informationsgeber und der elektronischen Steuerungseinheit zusammen. Der Informationsgeber besteht aus einem Abtastsystem, das in der elektronischen Steuerungseinheit angeordnet ist, und aus einem Informationsträger, der zentrisch an der Abtriebsachse befestigt ist. Über den Umfang des Informationsträgers sind gleiche Informationsinhalte in gleichmäßigen Abständen ausgebildet, wobei entweder durch einen ungleichmäßigen Informationsinhalt oder durch einen ungleichmäßigen Abstand eine eindeutige Erkennung einer vollständigen Umdrehung des Informationsträgers möglich ist. Diese „Fehlstelle” stellt eine Diskontinuität dar, die in beiden Drehrichtungen zählbar ist. Das Funktionsprinzip der Positionserfassungseinrichtung beruht darauf, dass pro Umdrehung des Informationsträgers ein in der zeitlichen Länge veränderter Impuls entsteht. Die Ermittlung der Drehzahl erfolgt über die jeweilige gültige Flanke in Abhängigkeit von der Drehrichtung. Innerhalb einer festgelegten Toleranz der Drehzahl wird der zeitlich veränderte Impuls durch einen Filter erfasst. Ist dieser Impuls erfasst worden, wird die aktuelle Position kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert. Durch zyklisches Abspeichern der Position, aber mindestens einmal pro Umdrehung, in einem nicht flüchtigen Speicher, ist die genaue Position auch nach einem Stromausfall wieder zu erfassen. Beim ersten Anlaufen wird die genaue Position durch eine Lernfahrt ermittelt.The Position detection device is made up of an information provider and the electronic control unit together. The information provider consists of a scanning system that is in the electronic control unit is arranged, and from an information carrier, which is centered on the output shaft is attached. about the size of the information carrier are the same information content formed at even intervals, either due to uneven information content or by an uneven distance a clear recognition of a complete revolution of the information carrier is possible. This "defect" poses a discontinuity which is countable in both directions of rotation. The functional principle The position detection device is based on that per revolution of the information carrier one in the length of time modified Momentum arises. The speed is determined via the respective valid Edge in dependence from the direction of rotation. Within a specified tolerance of Speed will be changed over time Pulse detected by a filter. If this impulse has been detected, The current position is checked and corrected if necessary. By cyclically saving the position, but at least once per revolution, in a non-volatile Memory, the exact position is also after a power failure again capture. At the first start the exact position will be indicated by a Learning journey determined.

Der Informationsgeber kann durch einen Inkrementalgeber gebildet werden, der aus einer Lichtschranke, die in der elektronischen Steuerungseinheit angeordnet ist, und aus einem Informationsträger, der zentrisch an der Abtriebsachse befestigt ist, bestehen. Der Inkrementalgeber ist in die elektronische Steuerungseinheit integriert, wobei die Abtriebsachse die elektronische Steuerungseinheit senkrecht durchdringt. Die Abtriebsachse ist beidseitig aus dem Getriebe herausgeführt. Die elektronische Steuerungseinheit einschließlich des Inkrementalgebers ist als auswechselbares Modul an einer Seite der Abtriebsachse angeordnet, während auf der anderen Seite der Abtriebsachse die Antriebsvorrichtung für das Tor angekoppelt ist.Of the Information provider can be formed by an incremental encoder, the from a photocell, in the electronic control unit is arranged, and from an information carrier, which is centered on the output shaft is fixed. The incremental encoder is in the electronic Integrated control unit, wherein the output shaft, the electronic Steering unit penetrates vertically. The output shaft is bilateral led out of the transmission. The electronic control unit including the incremental encoder is arranged as a replaceable module on one side of the output shaft, while on the other side of the output shaft, the drive device for the Tor is docked.

Der Informationsträger kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein, wobei scheibenförmige, kranzförmige oder topfförmige Ausführungsformen, die zentrisch an der Abtriebsachse befestigt sind, zu bevorzugen sind. Am Umfang dieses Informationsträgers sind Informationsinhalte in Form vorstehender und beabstandeter Glieder verteilt, die sich z. B. abschnitts- oder segmentweise in der Ebene oder senkrecht zur Ebene des Informationsträgers erstrecken. Denkbar sind insbesondere Zähne, die durch Nuten beabstandet sind. Weiterhin sind auch nasenartige oder nockenartige Vorsprünge denkbar. Grundsätzlich muss gewährleistet sein, dass durch den Informationsinhalt ein detektierbares Signal in einem Abtastsystem, z. B. einer Lichtschranke, hervorgerufen wird.Of the information carrier may be in various forms, with disc-shaped, coronal or cup-shaped Embodiments that are centrally mounted on the output shaft, are to be preferred. At the periphery of this information carrier are information content in the form of more prominent and spaced Distributed limbs that z. B. in sections or segments in extend the plane or perpendicular to the plane of the information carrier. Particularly conceivable are teeth, which are spaced by grooves. Furthermore, are also nose-like or cam-like projections conceivable. in principle must be guaranteed be that by the information content a detectable signal in a scanning system, e.g. B. a light barrier caused becomes.

Der Informationsträger ist als separates Bauelement, vorzugsweise in Form eines Kranzes, drehfest an der Abtriebsachse angeordnet. Insbesondere die Ausbildung als separates Bauelement ermöglicht den einfachen Austausch eines beispielsweise defekten oder anders dimensionierten Informationsträgers. Der einfache Aufbau der Positionserfassungseinrichtung verringert die Anzahl der Bauteile und dadurch den Fertigungsund Montageaufwand. Des Weiteren ist die Positionserfassungseinrichtung aufgrund weniger zusammenarbeitender Bauteile robust und unempfindlich gegenüber Funktionsstörungen. Die zur Steuerung der Antriebseinheit notwendigen Bauteile sind zentral angeordnet und somit einfach zugänglich. Der Informationsträger ist lösbar an der Abtriebsachse befestigt und kann ebenso wie die elektronische Steuerungseinheit einschließlich einer Gabellichtschranke, z. B. im Rahmen von Wartungs- oder Reparaturarbeiten, entfernt bzw. ausgewechselt werden.The information carrier is arranged as a separate component, preferably in the form of a ring, rotationally fixed to the output shaft. In particular, the training as a separate component allows easy replacement of a defective or otherwise dimensioned information carrier. The simple construction of the position detection device reduces the number of components and thereby the manufacturing and assembly costs. Furthermore, the position detection device is robust and insensitive to malfunction due to less cooperating components. The necessary components for controlling the drive unit are arranged centrally and thus easily accessible. The information carrier is releasably attached to the output shaft and, like the electronic control unit including a fork light barrier, z. In the context of maintenance or repair work, removed or replaced.

Dieses Prinzip ist eine besonders kostengünstige Lösung für Torantriebe jedweder Art. Als Tore werden hierbei alle verfahrbaren Elemente, wie z. B. Türen, Flügel, Wände etc., verstanden, die Gebäudeöffnungen verschließen oder Räume bzw. Bereiche zumindest teilweise unterteilen. Hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, werden die Elemente in horizontaler oder vertikaler Richtung verfahren. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit eignet sich für die Verwendung in Garagentorantrieben, Schiebetürantrieben oder Schiebewandantrieben. Neben der Erfassung der Endlagen können Drehzahlregelungen, Fahrrampen und andere Funktionen mit geringfügigem Aufwand gelöst werden.This Principle is a particularly cost-effective solution for door drives of any kind. As gates here are all movable elements, such. As doors, wings, walls, etc., understood, the building openings close or rooms or divide areas at least partially. Mainly, but not exclusively, The elements are moved in horizontal or vertical direction. The Drive unit according to the invention is suitable for the Use in garage door operators, sliding door drives or sliding wall drives. In addition to the detection of the end positions can speed controls, ramps and other functions can be solved with little effort.

Ausführrbeispiele des Erfindung Werden anhand des Zeichung näher erläutert.Ausführrbeispiele of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Ausführungsbeispielembodiment

Es zeigt:It shows:

1: Eine Seitenansicht einer Antriebseinheit, 1 : A side view of a drive unit,

2: eine Draufsicht einer Antriebseinheit gemäß 1, 2 a plan view of a drive unit according to 1 .

3: ein Ausführungsbeispiel eines Informationsträgers eines Informationsgebers in einer Draufsicht, 3 : an embodiment of an information carrier of an information provider in a plan view,

4: eine zeitliche Darstellung einer vollständigen Umdrehung des Informationsträgers gemäß 3, 4 a time diagram of a complete revolution of the information carrier according to 3 .

5: eine zeitliche Darstellung einer vollständigen Umdrehung entgegen der Drehrichtung gemäß 4, 5 : a time diagram of a complete revolution in the opposite direction of rotation according to 4 .

6: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Informationsträgers eines Informationsgebers in einer Draufsicht, 6 FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an information carrier of an information provider in a top view, FIG.

7: eine zeitliche Darstellung einer vollständigen Umdrehung des Informationsträgers gemäß 6 und 7 a time diagram of a complete revolution of the information carrier according to 6 and

8: eine zeitliche Darstellung einer vollständigen Umdrehung entgegen der Drehrichtung gemäß 7. 8th : a time diagram of a complete revolution in the opposite direction of rotation according to 7 ,

Ein Antriebsmotor 10 einer Antriebseinheit 11, z. B. für ein Garagentor (nicht dargestellt), ist mit einem Getriebe 12 in der Art verbunden, dass eine Abtriebsachse 13 des Getriebes 12 um 90° zur Rotorwelle des Antriebsmotors 10 versetzt angeordnet ist. Die Abtriebsachse 13 ist beiderseits aus dem Getriebe 12 geführt. Auf einer Seite des Getriebes 12 sind die nicht dargestellten Antriebsvorrichtungen angekoppelt, während sich auf der gegenüberliegenden Seite eine Positionserfassungseinrichtung, bestehend aus einem als Inkrementalgeber ausgeführten Informationsgeber 17 und einer elektronischen Steuerungseinheit 14, befindet. Die Abtriebsachse 13 durchdringt dabei die elektronische Steuerungseinheit 14. Am diesseitigen Ende der Abtriebsachse 13 ist ein Informationsträger 15 angeordnet, der zusammen mit einem auf der elektronischen Steuerungseinheit 14 befindlichen Abtastsysteme 16 den Informationsgeber 17 bildet. Das Abtastsystem ist in Form einer Gabellichtschranke 16 ausgebildet und mit nicht näher dargestellten Bauelementen auf der elektronischen Steuerungseinheit 14 leitend verbunden. Der Informationsträger ist als topfförmiger Zahnkranz 15 ausgebildet und drehfest auf der Abtriebsachse 13 befestigt. Der Zahnkranz 15 weist Informationsinhalte auf, die in der 1 als nach unten abgewinkelte Zähne 1 bis 8 ausgebildet sind, die sich bei Drehung der Abtriebsachse 13 durch Schenkel 18 der Gabellichtschranke 16 bewegen. Der Zahnkranz 15 weist mehrere gleichmäßig beabstandete und gleichförmig ausgebildete Zähne 2 bis 8 und einen ungleichmäßig beabstandeten und ungleichmäßig ausgebildeten Zahn 1 auf.A drive motor 10 a drive unit 11 , z. B. for a garage door (not shown), is with a transmission 12 connected in the way that an output shaft 13 of the transmission 12 by 90 ° to the rotor shaft of the drive motor 10 is arranged offset. The output axis 13 is on both sides of the transmission 12 guided. On one side of the gearbox 12 the drive devices not shown are coupled, while on the opposite side a position detection device consisting of an information transmitter designed as an incremental encoder 17 and an electronic control unit 14 , is located. The output axis 13 penetrates the electronic control unit 14 , At this side end of the output shaft 13 is an information carrier 15 arranged along with a on the electronic control unit 14 located scanning 16 the information provider 17 forms. The scanning system is in the form of a fork light barrier 16 trained and with components not shown on the electronic control unit 14 conductively connected. The information carrier is a cup-shaped sprocket 15 trained and rotationally fixed on the output shaft 13 attached. The sprocket 15 has information content contained in the 1 as down-angled teeth 1 to 8th are formed, which upon rotation of the output shaft 13 through thighs 18 the fork light barrier 16 move. The sprocket 15 has several evenly spaced and uniform teeth 2 to 8th and a non-uniformly spaced and uneven tooth 1 on.

Die zur Steuerung der Antriebseinheit 11 notwendigen Bauteile sind zentral angeordnet und somit einfach zugänglich. Der Zahnkranz 15 ist lösbar an der Abtriebsachse 13 befestigt und kann ebenso wie die elektronische Steuerungseinheit 14 einschließlich der Gabellichtschranke 16, z. B. im Rahmen von Wartungs- oder Reparaturarbeiten, entfernt bzw. ausgewechselt werden.The for controlling the drive unit 11 necessary components are centrally located and thus easily accessible. The sprocket 15 is detachable on the output shaft 13 attached and can as well as the electronic control unit 14 including the forked light barrier 16 , z. B. in the context of maintenance or repair, removed or replaced.

In den 3 und 6 sind Ausführungsbeispiele von scheibenförmigen Zahnkränzen 15 gezeigt, wobei sich deren Zähne 1 bis 8 in der Ebene des Zahnkranzes 15 erstrecken. Der Zahnkranz 15 gemäß 3 weist Zähne 2 bis 8 auf, die gleich ausgebildet sind und mit gleichem Abstand voneinander beabstandet sind. Der Zahn 1 ist größer dimensioniert und weist zum Zahn 2 einen kleineren Abstand auf. Durch diese Unregelmäßigkeit wird ein anderer auswertbarer Impuls zur Positionserkennung von der Gabellichtschranke 16 erzeugt, der von der elektronischen Steuerungseinheit 14 weiterverarbeitet wird. Ein zeitlicher Ablauf t einer Umdrehung des Zahnkranzes 15 gemäß 3 ist in den 4 und 5 für die beiden Drehrichtungen 20, 30 dargestellt.In the 3 and 6 are embodiments of disc-shaped sprockets 15 shown, with their teeth 1 to 8th in the plane of the sprocket 15 extend. The sprocket 15 according to 3 has teeth 2 to 8th on, which are the same design and are spaced equidistant from each other. The tooth 1 is larger in size and faces the tooth 2 a smaller distance. This irregularity becomes another evaluable pulse for detecting the position of the forked light barrier 16 generated by the electronic control unit 14 is further processed. A time sequence t one revolution of the ring gear 15 according to 3 is in the 4 and 5 for the two directions of rotation 20 . 30 shown.

Der Zahnkranz 15 gemäß 6 weist die Zähne 2 bis 8 auf, die gleich ausgebildet sind und mit gleichem Abstand voneinander beabstandet sind. Der Zahn 1 ist in zwei kleinere Segmente unterteilt und weist zum Zahn 2 einen kleineren Abstand auf. Durch diese Unregelmäßigkeit wird ebenfalls ein auswertbarer Impuls zur Positionserkennung von der Gabellichtschranke 16 erzeugt, der von der elektronischen Steuerungseinheit 14 weiterverarbeitet wird. Der zeitliche Ablauf t einer Umdrehung des Zahnkranzes 15 gemäß 6 ist in den 7 und 8 für die beiden Drehrichtungen 20, 30 dargestellt.The sprocket 15 according to 6 shows the teeth 2 to 8th on, which are the same design and are spaced equidistant from each other. The tooth 1 is divided into two smaller segments and points to the tooth 2 a smaller distance. This irregularity also becomes one evaluable pulse for position detection of the forked light barrier 16 generated by the electronic control unit 14 is further processed. The timing of a revolution of the sprocket 15 according to 6 is in the 7 and 8th for the two directions of rotation 20 . 30 shown.

Nachstehend wird die Funktionsweise der Antriebseinheit 11 mit der Positionserfassungseinrichtung erläutert. Das Garagentor lässt sich durch Betätigung eines Schalters öffnen. Beim motorischen Öffnungsvorgang wird der Antriebsmotor 10 aktiviert, so dass das Getriebe 12 die Abtriebsachse 13 in Drehung versetzt. Während des Öffnungsvorganges registriert die Positionserfassungseinrichtung ständig die Position des Garagentores und schaltet beim Erreichen einer definierten Öffnungsposition über die elektronische Steuerungseinheit 14 den Antriebsmotor 10 ab. Die Öffnungsgeschwindigkeit und die Öffnungszeit lassen sich durch Verarbeitung der von der Positionserfassungseinrichtung gelieferten Daten bestimmen und durch Programmierung der elektronischen Steuerungseinheit 14 einstellen. Die elektronische Steuerungseinheit 14 wirkt dann entsprechend auf die Antriebseinheit 11. Der Schließvorgang erfolgt durch Aktivierung der Antriebseinheit 11 in umgekehrter Richtung. Dabei lassen sich die Schließgeschwindigkeit und die Schließzeit ebenfalls durch Verarbeitung der von der Positionserfassungseinrichtung gelieferten Daten bestimmen und einstellen. Durch die exakte Positionsbestimmung, d. h. durch Zählen und Speichern der Impulse, ist auch bei einer kurzzeitigen Störung des Bewegungsablaufes das ablaufgerechte Wiedereinsetzen bzw. Fortsetzen eines Bewegungszyklusses gewährleistet.Below is the operation of the drive unit 11 explained with the position detecting device. The garage door can be opened by pressing a switch. When motor opening process is the drive motor 10 activated, so that the transmission 12 the output axis 13 set in rotation. During the opening process, the position detection device constantly registers the position of the garage door and switches upon reaching a defined opening position via the electronic control unit 14 the drive motor 10 from. The opening speed and the opening time can be determined by processing the data supplied by the position detecting means and by programming the electronic control unit 14 to adjust. The electronic control unit 14 then acts accordingly on the drive unit 11 , The closing process takes place by activating the drive unit 11 in the opposite direction. In this case, the closing speed and the closing time can also be determined and adjusted by processing the data supplied by the position detection device. Due to the exact position determination, ie by counting and storing the pulses, the sequence-compliant reinstatement or continuation of a movement cycle is ensured even with a short-term disturbance of the movement sequence.

Das Funktionsprinzip der Positionserfassung beruht darauf, dass pro Umdrehung des Informationsträgers 15 ein in der zeitlichen Länge veränderter Impuls entsteht. Dieser Impuls wird durch die beispielsweise in den 3 und 6 dargestellten unregelmäßigen Abstände bzw. Zähne 1 des Zahnkranzes 15 erzeugt und gezählt. Die Ermittlung der Drehzahl erfolgt über die jeweilige gültige Flanke in Abhängigkeit von der Drehrichtung. Innerhalb einer festgelegten Toleranz der Drehzahl wird der zeitlich veränderte Impuls durch einen Filter erfasst. Ist dieser Impuls erfasst worden, wird die aktuelle Position kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert. Durch zyklisches Abspeichern der Position, mindestens einmal pro Umdrehung, in einem nicht flüchtigen Speicher, ist die genaue Position auch nach einem Stromausfall wieder zu erfassen. Beim ersten Anlaufen wird die genaue Position durch eine Lernfahrt ermittelt.The operating principle of the position detection is based on the fact that per revolution of the information carrier 15 a pulse of varying length of time is created. This impulse is by the example in the 3 and 6 illustrated irregular distances or teeth 1 of the sprocket 15 generated and counted. The speed is determined via the respective valid edge as a function of the direction of rotation. Within a specified tolerance of the speed, the time-varying pulse is detected by a filter. Once this pulse has been detected, the current position is checked and, if necessary, corrected. By storing the position cyclically, at least once per revolution, in a non-volatile memory, the exact position must be read again even after a power failure. At the first start, the exact position is determined by a learn run.

11
ungleichmäßiger Informationsinhalt, (Zahn)uneven information content, (tooth)
2 bis 82 till 8
gleichmäßiger Informationsinhalt, (Zahn)uniform information content, (Tooth)
1010
Antriebsmotordrive motor
1111
Antriebseinheitdrive unit
1212
Getriebetransmission
1313
Abtriebsachseoutput shaft
1414
elektronische Steuerungseinheitelectronic control unit
1515
Informationsträger, ZahnkranzInformation carrier, sprocket
1616
Abtastsystem, Gabellichtschrankescanning Light barrier
1717
Informationsträger, InkrementalgeberInformation carrier, incremental encoder
1818
Schenkelleg
2020
Drehrichtungdirection of rotation
3030
Drehrichtungdirection of rotation
tt
ZeitTime

Claims (11)

Antriebseinheit für ein Tor mit einem elektromechanischen Antriebsmotor (10), mit einem Getriebe (12), wobei mittels dessen Abtriebsachse (13) das Tor bewegbar ist, mit einer Positionserfassungseinrichtung, bestehend aus einer elektronischen Steuerungseinheit (14) und einem Informationsgeber (17) und mit einem Informationsträger (15), der auf der Abtriebsachse (13) zentrisch angeordnet ist, an dessen Umfang beabstandete Informationsinhalte (2 bis 8) abgelegt sind, wobei mindestens ein ungleichmäßig beabstandeter Informationsinhalt (1) und mindestens ein ungleichmäßig ausgebildeter Informationsinhalt (1) vorhanden ist, so dass auch die Drehrichtung erfassbar ist, und dass die elektronische Steuerungseinheit (14) ein Abtastsystem (16) aufweist, das mit dem Informationsträger (15) so zusammenwirkt, dass pro Umdrehung des Informationsträgers (15) ein in der zeitlichen Länge veränderter Impuls erfasst wird und in der elektronischen Steuerungseinheit (14) nicht flüchtig speicherbar und weiterverarbeitbar ist.Drive unit for a gate with an electromechanical drive motor ( 10 ), with a transmission ( 12 ), whereby by means of its output axis ( 13 ) the gate is movable, with a position detection device, consisting of an electronic control unit ( 14 ) and an information provider ( 17 ) and with an information carrier ( 15 ), which is on the output axis ( 13 ) is arranged concentrically, on the circumference of spaced information content ( 2 to 8th ), at least one unevenly spaced information content ( 1 ) and at least one unevenly formed information content ( 1 ) is present, so that the direction of rotation is detectable, and that the electronic control unit ( 14 ) a scanning system ( 16 ) associated with the information carrier ( 15 ) cooperates so that per revolution of the information carrier ( 15 ) is detected in the time length changed pulse and in the electronic control unit ( 14 ) can not be stored volatile and can be further processed. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Informationsinhalte (1 bis 8) vom Informationsträger (15) abstehend und/oder abgewinkelt erstrecken.Drive unit according to claim 1, characterized in that the information content ( 1 to 8th ) from the information carrier ( 15 ) extend projecting and / or angled. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (15) ein Zahnkranz ist.Drive unit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the information carrier ( 15 ) is a sprocket. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastsystem (16) eine Gabellichtschranke ist, durch dessen Schenkel (18) die Informationsinhalte (1 bis 8) des Informationsträgers (15) bewegbar sind.Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the scanning system ( 16 ) is a fork light barrier, through whose legs ( 18 ) the information content ( 1 to 8th ) of the information carrier ( 15 ) are movable. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsgeber (17) aus dem Informationsträger (15) und dem Abtastsystem (16) besteht und mit der elektronischen Steuerungseinheit (14) ein austauschbares Modul bildet.Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the information provider ( 17 ) from the information carrier ( 15 ) and the scanning system ( 16 ) and with the electronic control unit ( 14 ) forms an exchangeable module. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (15) drehfest an der Abtriesachse (13) angeordnet ist.Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the information carrier ( 15 ) rotatably on the Abtriesachse ( 13 ) is arranged. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (15) lösbar und auswechselbar an der Abtriebsachse (13) befestigt ist.Drive unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the information carrier ( 15 ) detachable and replaceable on the output shaft ( 13 ) is attached. Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit für ein Tor mit einem elektromechanischen Antriebsmotor (10) mit einem Getriebe (12), wobei mittels dessen Abtriebsachse (13) das Tor bewegbar ist, mit einer Positionserfassungseinrichtung, bestehend aus einer elektronischen Steuerungseinheit (14) und einem Informationsgeber (17) und mit einem Informationsträger (15), der auf der Abtriebsachse (13) zentrisch angeordnet ist, an dessen Umfang beabstandete Informationsinhalte (2 bis 8) abgelegt sind, wobei mindestens ein unregelmäßig beabstandeter Informationsinhalt (1) und mindestens ein unregelmäßig ausgebildeter Informationsinhalt (1) vorhanden ist, so dass auch die Drehrichtung erfassbar ist, und dass die elektronische Steuerungseinheit (14) ein Abtastsystem (16) aufweist, das mit dem Informationsträger (15) so zusammenwirkt, dass pro Umdrehung des Informationsträgers (15) ein in der zeitlichen Länge veränderter Impuls erfasst wird und in der elektronischen Steuerungseinheit (14) nicht flüchtig speicherbar und weiterverarbeitbar ist.Method for operating a drive unit for a gate with an electromechanical drive motor ( 10 ) with a transmission ( 12 ), whereby by means of its output axis ( 13 ) the gate is movable, with a position detection device, consisting of an electronic control unit ( 14 ) and an information provider ( 17 ) and with an information carrier ( 15 ), which is on the output axis ( 13 ) is arranged concentrically, on the circumference of spaced information content ( 2 to 8th ), at least one irregularly spaced information content ( 1 ) and at least one irregularly formed information content ( 1 ) is present, so that the direction of rotation is detectable, and that the electronic control unit ( 14 ) a scanning system ( 16 ) associated with the information carrier ( 15 ) cooperates so that per revolution of the information carrier ( 15 ) is detected in the time length changed pulse and in the electronic control unit ( 14 ) can not be stored volatile and can be further processed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Drehzahl des Antriebsmotors (10) jeweils eine gültige Flanke in Abhängigkeit von der Drehrichtung erfasst wird.A method according to claim 8, characterized in that for determining the rotational speed of the drive motor ( 10 ) in each case a valid edge is detected in dependence on the direction of rotation. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke in einen Impuls umgewandelt wird und die aktuelle Position kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the edge is converted into a pulse and the current position checked and corrected if necessary becomes. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch zyklisches Abspeichern der Position, mindestens einmal pro Umdrehung, in einem nicht flüchtigen Speicher, die genaue Position auch nach einem Stromausfall erfassbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by cyclically storing the position, at least once per turn, in a non-volatile Memory, the exact position even after a power failure detectable is.
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